北京高考丨靜電場丨電場線分布與特征
各位同學大家好,歡迎來到十點課堂,跟勇哥學物理,今天距離高考第70天,我們分享的主題是靜電場-電場線的分布與電場的特征。
電場和它的基本性質(zhì)
在電荷的周圍存在電場,
電場的基本性質(zhì),就是對于放入場中的電荷有力的作用。
所以相互靠近的兩個電荷,他們之間是靠電場來相互作用的,它產(chǎn)生的力叫做庫侖力。
同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,產(chǎn)生的庫倫力的大小 F=kq1q2/r2,其中k叫做靜電力常量。
庫侖定律與萬有引力在公式的形式上是相似的,
庫侖力F=kq1q2/r2,萬有引力F=GMm/r2,他們都是與距離的平方成反比。
在微觀的粒子中,比如一個原子中,原子核帶正電,核外電子帶負電,它們之間的作用力,既有庫侖力也有萬有引力。
但通常情況下,在微觀的原子中,庫侖力要遠遠大于萬有引力的大小,這在我們的人教版的教材中有比較,同學們可以關(guān)注一下。
電場強度
了解庫侖力之后,我們來繼續(xù)學習表征靜電場強度的物理量,我們叫它電場強度,用E來表示。
電場強度的定義式 E=F/q,單位是N/C,是電場具有的性質(zhì),與放入場中的試探電荷無關(guān),拿走試探電荷之后電場依然存在。
電場強度E的定義式 E=F/q,除此之外,
我們還要學會點電荷產(chǎn)生的電場E=kQ/r2,
兩個極板之間產(chǎn)生的勻強電場E=U/d,
所以電場強度E有三個求解的方法:定義式、點電荷電場和勻強電場。
電場強度E是一個矢量,既有大小也有方向,所以再求兩個點電荷產(chǎn)生的場強的時候,他們的合場強要使用平行四邊形定則進行矢量的合成。
在原創(chuàng)筆記中都已經(jīng)畫出來了,大家關(guān)注一下筆記。
電場線
電場是一種客觀存在的物質(zhì),看不見也摸不到的,所以為了形象的描述電場,我們引入了電場線的概念。
電場線的疏密表示場強大小,電場線上某點的切線方向表示電場的方向。
電場的基本性質(zhì)是對放入場中的電荷有電場力的作用,
如果是正電荷放入場中,正電荷受到的電場力與電場線的方向相同,如果是負電荷放入場中,負電荷受到的電場力與電場線的方向相反。
常見的電場線分布呢?
我們需要了解正電荷,負電荷,等量的同種電荷和等量的異種電荷,以及兩板之間產(chǎn)生的勻強電場。
正電荷產(chǎn)生的電場線是以他為中心向外呈輻射狀分布的,
負電荷是從無窮遠處指向負電荷的。
在研究等量同種電荷和異種電荷的時候,我們一般畫出它的連線和中垂線,重點研究連線的中點以及中垂線上的電場線分布。
以等量同種電荷為例,它的中點o處場強等于0,因為兩個電荷產(chǎn)生的場在o點處相互抵消了。
從o點到無窮遠,電場先增大后減小。判斷中垂線上AB兩點,先要確定它的最大值所在的位置。
等量異種電荷它的中垂線是一條等勢線,沿著中垂線從中點o向無窮遠處延伸,電場強度是逐漸減小的。
電場線與等勢線的關(guān)系
在這兒我們提到了等勢線的概念,等勢線是指把電勢相等的點連成的一條線。
等勢線與電場線之間的關(guān)系有這樣幾個:
第一是電場線與等勢線垂直;
第二是沿電場線的方向電勢逐漸降低;第三是等勢線密集的地方,電場強度也是大的。
最后再來說一下勻強電場的分布。
兩個相互靠近的金屬板中間會產(chǎn)生勻強電場,勻強電場的是一組等間距的平行線。里面任何兩點的場強大小都是相同的,方向也是相同的。
沿電場線的方向電勢降低,筆記里面畫出來的電場線的兩點a、b,電勢是降低的,在勻強電場中等勢線與電場線垂直,所以等勢線也應該是一組平行線,相鄰的兩條等勢線間的電勢差應該是相同的。
本節(jié)有幾個重點,我們再來總結(jié)一下,
第一是在微觀粒子中,原子核對核外電子的庫侖力要遠大于它們間的萬有引力;
第二是電場是一種客觀存在的物質(zhì),電場強度是場的性質(zhì),與試探電荷無關(guān);
引入電場線的概念,它是來描述電場強度的大小和方向,是一種假想出來的,現(xiàn)實并不存在。
第三是電場強度是矢量,既有大小也有方向,合成時要使用平行四邊形定則,
第四是常見的電場線分布,我們了解了一下。
今天的分享就先到這里,謝謝大家,咱們明天見。
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